華中科技大学、3Dプリントの磁気構造で簡単に電気を生成

華中科技大学、3Dプリントの磁気構造で簡単に電気を生成
出典: エンジニアリング

3 次元 (3D) 印刷は、新たな付加製造技術として、多機能で複雑な構造のプロトタイプの製造を容易にし、航空宇宙、組織工学、宝飾品、フレキシブル エレクトロニクスなどの分野で大きな可能性を示しています。磁性粒子と印刷可能なポリマーで構成された 3D プリントされた磁気構造は、制御可能なマニピュレーターや変形可能なソフトロボットなどに大きな可能性を秘めていることから、幅広い注目を集めています。構造の形状変化を促す力によって磁場分布が変化し、構造が機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する能力を持っていることが示されます。

華中科技大学の蘇斌教授の研究チームは、中国工程院の学術誌「工学」2022年8月号に「液滴衝撃を自己発電で感知する3Dプリント超疎水性磁気デバイス」と題する研究論文を発表した。2つの3Dプリント手法を統合することで、柔軟な超疎水性・磁気デバイスを製造した。記事では、3Dプリント磁気デバイス(3DMD)は、水を連続的に滴下する際に長期にわたって安定した力から電気への変換能力を示し、出力電流は既存の文献に記録されている出力電流よりも高いと指摘している。本論文では、マクスウェル数値シミュレーションと組み合わせて、3DMD の力から電気への変換メカニズムを研究し、さまざまなパラメータの調整をガイドします。さらに、継続的な雨水収集により、統合された 3 つの 3DMD が市販の発光ダイオード (LED) を点灯します。記事では、エネルギー変換と組み合わせたこの設計により、3D プリンティングの発展が促進されると期待されていると説明しています。


この記事の 3DMD 構造は、市販の 3ds Max ソフトウェアを使用して設計されました。熱溶解積層法(FDM)3Dプリント技術を使用して、異なる厚さ(1〜3 mm)と突起サイズ(半径1.0 mmまたは1.5 mm)を持つ複数の磁性トップを製造しました。上部の磁性粒子は、1900 V を超える高電圧の磁化装置によって生成されたパルス磁場によって垂直に磁化されます。 10% (質量分率) の疎水性シリカナノ粒子を超音波処理後にエタノールに分散させ、その後、シリカベースの溶液を 3D プリントされた磁気トップにスプレーして疎水処理を行いました。 Agilus30 フォトポリマーを使用して、Polyjet 3D 印刷技術で長さ 2 ~ 8 mm の弾性ロッドを製造しました。最後に、3DMD は、磁性体の上部、弾性棒状の下部、導電性銅コイルの 3 つのコンポーネントを組み立てるだけで製造されます。

この記事では、3D プリントを使用して、落下する水滴を自己発電で感知する柔軟な超疎水性磁気システムを製造します。 3DMD の 2 つの部分、すなわち磁性体の上部と弾性ロッドの下部は、それぞれ FDM と Polyjet 技術によって準備されました。 3DMD は超疎水性表面を備えているため、連続的な水滴下下でも長期にわたって安定した電気機械変換能力を発揮します。これは主に、固体/液体の付着が効果的に低減されたことに起因しており、これにより磁気部品と電気部品間の距離の変化が確実に保証され、発電が実現します。この記事は、雨滴の柔軟な電気機械変換戦略のための新しい方法を提供し、将来の振動モニタリングに拡張することができます。

上記の内容は、Xuan Zhang、Qi Wang、Ruiping Zou、Bo Song、Chunze Yan、Yusheng Shi、Bin Su によるものです。「3D プリントされた超疎水性および磁気デバイスは、小さな液滴の衝撃を自己発電で感知できます [J]。」エンジニアリング、2022、15(8): 197-206。

オリジナルリンク: http://www.engineering.org.cn/en/10.1016/j.eng.2022.04.009

磁性、導電性

<<:  南昌大学第一付属病院の即時3Dプリント整形外科リハビリ装具がオンラインで入手可能に

>>:  電離放射線の生物学的検出用に人工細菌を搭載した 3D プリントされたゼラチン/アルギン酸ナトリウム複合ハイドロゲル

推薦する

3D Systemsが2016年度の財務報告を発表:売上総利益は3億円を超え、18%の大幅増!

アンタークティック・ベアは2017年3月1日、3Dプリント大手の3D Systemsが最近2016年...

幹細胞と3Dプリントによる再生医療:生命の再定義

多くのSF映画には、主人公が重度の身体的外傷を負い、高度な医療技術の助けを借りて、患者の傷が急速に治...

3DCERAM、2018年に初の複合セラミック3Dプリンターを発売へ

3DCeramは、セラミック3Dプリント技術とプリント材料の研究開発を専門とする会社です。プロ仕様...

ニコン、エンジンブレードの修理を加速する金属DEDマシン「Lasermeister LM300A」を発売

この投稿は warrior bear によって 2024-4-9 21:50 に最後に編集されました...

3Dプリント影絵人形が無形文化遺産展で初公開

9月25日、北京西国際貿易ホテルで国家無形文化遺産展が開催されました。南極熊は、北京の有名な3Dプ...

ハベラーはポルトガル初の3Dプリント住宅をわずか18時間で建設

この投稿は warrior bear によって 2024-6-8 21:30 に最後に編集されました...

Wimba と Intrauma が協力し、HP 3D プリントを使用して獣医用装具を改良

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-5-29 16:22 に最後に編集されまし...

科学者は3Dプリンターがスマートフォンで簡単にハッキングできることを発見

バッファロー大学の科学者がスマートフォンだけを使って3Dプリンターをハッキングした。この動きは、計画...

シンガポールの科学者が二光子重合技術を使って多層アクロマティックメタレンズを3Dプリント

この投稿は warrior bear によって 2024-1-3 21:25 に最後に編集されました...

シャイニング3Dの李涛氏:ルールの下で公正な競争を行い、「チャイナビジョンバレー」の世界的ブランドを構築する

出典:杭州デジタルセキュリティ産業クラスター、著者:蘇慧慧2次元から3次元へ、3次元から3次元のデジ...

マルチマテリアル積層造形2.0に向けて!デスクトップメタルがエアロシントを買収

この投稿は Spectacled Bear によって 2021-7-13 20:21 に最後に編集さ...

中国科学院:新しいセラミック材料は将来「宇宙3Dプリント」に使用できる可能性がある

南極熊は中国科学院宇宙応用工学技術センターから、同センターの研究者らが最近、欧州の無重力航空機を使用...

[テクニカルヒント] 人工股関節置換術が9年後に再発、3Dプリントされた再置換用人工器官が患者に新たな希望を与える

患者向けにインプラント補綴物を3Dプリントでカスタマイズする事例が増えており、徐々に新たな開発トレン...